Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) para o Ensino Médio são o resultado do trabalho e discussão realizados por especialistas e educadores de todo o país para auxiliar as equipes escolares na execução de seus trabalhos. A Sociedade Brasileira de Física publicou as Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais para destrinchar um pouco mais esses objetivos. Veja os seis temas estruturadores e como a Meteorologia pode se encaixar no ensino deles:
F1 Movimentos: variações e conservações
A descrição do movimento de massas de ar é um dos principais fenômenos que permitem realizar uma previsão de tempo. A equação de movimento de uma massa de ar frio em função do tempo permite estimar o número de dias que uma frente fria chegará em São Paulo, por exemplo.
A conservação de energia é um dos princípios fundamentais no estudo do transporte de parcelas de ar na atmosfera. Como o ar trata-se de um fluido, é possível aplicar princípios como o de Bernoulli e conceitos como o tubo de Venturi para tratar de formação de nuvens orográficas e turbulência.
A lei de empuxo é fundamental para explicar a ascensão de parcelas de ar. O ar quente favorece a subida de ar, enquanto que o ar frio fica mais úmido devido ao menor poder de agrupar moléculas de água.
A pressão atmosférica é definida como a força peso do ar aplicada sobre a superfície. Com alta pressão, inibe-se a formação de nuvens, pois o ar não consegue subir com a umidade necessária; já com pressão baixa, o ar consegue subir e formar nuvens. Quanto menor a pressão, mais fechado o tempo.
A força que surge devido à diferença de pressão (Força do Gradiente de Pressão) influencia diretamente na velocidade dos ventos que movimentam as massas de ar, trazendo variações de temperatura, umidade e chuvas ou tempo seco.
F2 Calor, Ambiente, Fontes e Usos de Energia
Trocas de calor da superfície (água ou terra) com a atmosfera geram turbulência e aquecimentos diferenciados, causando diferenças de pressão e ventos. Superfícies urbanizadas tendem a absorver mais energia do sol e esquentar mais o ar, gerando fenômenos como ilhas de calor.
Certos gases, como gás carbônico e metano, promovem a reflexão de energia do tipo infravermelha de volta para a superfície, conhecido como efeito estufa. O aumento na emissão desses gases no planeta gera o chamado aquecimento global.
Além da energia solar (que depende da iluminação diurna e ausência de nuvens), a energia eólica também depende de questões meteorológicas. A região com um ou mais geradores desse tipo deve ventar sempre com um mínimo de intensidade. A energia hidrelétrica também depende do regime de chuvas quem enchem os reservatórias, assim como da insolação, que promove a evaporação da água armazenada com fins energéticos.
A formação de nuvens envolve a liberação de calor latente, devido à passagem do vapor d’água do estado gasoso para o estado líquido. A nuvem formada indica as condições de estabilidade da atmosfera – algumas chamam atenção pelo formato curioso, associado no cérebro de pessoas a formatos de coisas conhecidas, fenômeno esse conhecido como pareidolia.
F3 Equipamentos Eletromagnéticos e Telecomunicações
Os raios se formam devido ao acúmulo de cargas elétricas no interior de nuvens, que por sua vez são geradas por fenômenos como atritos e indução de cargas. As tempestades elétricas emitem radiação em diversos comprimentos de onda (principalmente VHF), interferindo nas telecomunicações.
F4 Som, Imagem e Informação
Quando um raio acontece, ele aquece o ar ao redor, gerando ondas sonoras que se propagam por vários quilômetros: o trovão. Inclusive, a diferença na velocidade do som e da luz do raio permite estimar a distância entre o fenômeno e o observador. Alguns raios mais raros tem formato esférico (os raios bola), frequentemente confundidos com discos voadores de ETs.
A luz do sol interagem com as moléculas da atmosfera, deixando o céu azul. Com o fim da tarde ou começo da manhã, o caminho a ser percorrido pela luz é maior e acontece mais espalhamento da luz, sobrando mais as cores vermelho e amarelo do por do sol. Arco-íris, parélios e outros fenômenos curiosos acontecem devido à interação da luz com a atmosfera.
F5 Matéria e Radiação
A forma como a radiação de onda curta (vindo do sol) interagem com as superfície, emitindo onda longa e aquecendo o planeta também é estudada na Meteorologia. O balanço de energia resultante promove a movimentação de massas de ar e mudanças no tempo (curta escala) e clima (longos períodos).
A ocorrência de um desastre com emissão de radiação perigosa à vida acaba gerando partículas radioativas que são levadas pelo vento. Resta a modelos meteorológicos realizar uma previsão das áreas afetadas nos próximos dias, assim como sua dispersão na atmosfera.
F6 Universo, Terra e Vida
Outros planetas possuem atmosferas, algumas gerando um céu vermelho, outras com ventos de centenas de quilômetros por hora. Algumas precipitam diamantes, outras tem furacões e redemoinhos.
A atmosfera primitiva da Terra não possuía oxigênio em sua composição, sendo creditado à vida sua existência por aqui.
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